[发明专利]开关元件和器件、存储器件、及其制造方法

说明书

相关申请的交叉引用

本申请要求在韩国知识产权局于2012年6月25日提交的韩国专利申请No.10-2012-0068177和2012年11月6日提交的韩国专利申请No.10-2012-0125035的优先权，其公开内容全部通过参考引入本文。

技术领域

实例实施方式涉及开关(切换)元件和器件、存储器件、及其制造方法。

背景技术

尽管相关技术的使用硫属元素化合物的常规开关器件具有优异的电性质，但是所述开关器件具有400℃或更低的相对低的运行(操作)温度。例如，已知As₂S₃具有约150℃的运行温度，As₂Se₃具有约200℃的运行温度，As₂Te₃具有约250℃的运行温度，As-Te-Ge具有约300℃的运行温度，和As-Ge-Se具有约400℃的运行温度。因此，在其中需要约400℃或更高的后继工艺的应用领域中，特别是在其中需要约450℃或更高的沉积工艺的电阻存储器制造领域中，使用基于硫属元素化合物的开关器件是不合适的。此外，例如，使用基于碲化物的硫属元素化合物如AsTeGeSi的开关器件的性能随时间恶化，主要是因为在所述开关器件的有源(活性)区域中碲(Te)的浓度变化。

发明内容

实例实施方式提供在相对高的温度如约400℃或更高、或者约450℃或更高下显示出改善的电性质和/或开关性质的开关元件和器件、存储器件、及其制造方法。

另外的方面将在随后的描述中部分地阐明，和部分地将从所述描述明晰，或者可通过实例实施方式的实践获悉。

至少一个实例实施方式提供开关元件。根据至少该实例实施方式，所述开关元件包括：第一电极；第二电极；以及在所述第一电极和所述第二电极之间的含硅的硫属元素氮化物(chalconitride)层。

根据至少一些实例实施方式，所述含硅的硫属元素氮化物层可具有在其表面上形成的氮化物薄膜。所述氮化物薄膜可包括SiN_x。所述含硅的硫属元素氮化物层可包括：硫属化物骨架；和与所述硫属化物骨架结合(键合)的硅氮化物骨架。所述硫属化物骨架可包括与硫属元素原子结合的金属原子。所述硅氮化物骨架可包括与氮原子结合的硅原子。所述硅原子可与所述硫属元素原子结合以使所述硫属化物骨架与所述硅氮化物骨架结合。所述硅氮化物骨架可支撑所述硫属化物骨架。

所述含硅的硫属元素氮化物层可具有由式M_xA₁₀₀Si_yN_z表示的组成，其中0<x<3，0<y<2，0<z<2，其中M为银(Ag)、砷(As)、铋(Bi)、锗(Ge)、铟(In)、磷(P)、锑(Sb)和锡(Sn)的至少一种。所述元素A可为碲(Te)、硒(Se)、硫(S)和钋(Po)的至少一种。

至少一个另外的实例实施方式提供存储器件。根据至少该实例实施方式，所述存储器件包括：彼此平行布置的多条第一布线；与所述第一布线交叉并且彼此平行布置的多条第二布线；以及在所述第一布线和所述第二布线的各交叉点处形成的存储单元，所述存储单元包括具有含硅的硫属元素氮化物层、中间电极和存储层的叠层物。

至少一个另外的实例实施方式提供开关器件。根据至少该实例实施方式，所述开关器件包括在第一电极和第二电极之间的阈值开关材料层。所述阈值开关材料层包括：金属元素、硫属元素、硅元素、和氮元素。

至少一个另外的实例实施方式提供存储器件。根据至少该实例实施方式，所述存储器件包括：彼此平行布置的多条第一布线；与所述第一布线交叉并且彼此平行布置的多条第二布线；以及在所述多条第一布线和所述多条第二布线的各交叉点处形成的存储单元，所述存储单元包括开关器件、存储层以及布置在所述开关器件和所述存储层之间的中间电极。所述开关器件包括在第一电极和第二电极之间的阈值开关材料层。所述阈值开关材料层包括：金属元素、硫属元素、硅元素、和氮元素。